Project R-15950

Simulatie-gestuurde ontwikkeling van heteroatoom-gedopeerde diaphiet-nanostructuren voor microelektronische energietoepassingen (Onderzoek)

Het onderzoek richt zich op kritieke uitdagingen op het gebied van energieopslag in vermogenselektronica door de ontwikkeling van diaphiet-nanostructuren gedoteerd met heteroatomen, waarbij simulatiegestuurd ontwerp wordt gecombineerd met experimentele synthese. De focus ligt op het oplossen van fundamentele beperkingen in huidige opslagsystemen, specifiek laadsnelheid en vermogensdichtheid, door middel van hybride diamant-grafeenmaterialen. De diaphiet structuren integreren sp³-gehybridiseerde diamant en sp²-gehybridiseerde grafiet nanodomeinen, waardoor een geleidbaarheid van 8 × 10⁻⁴ Ω·m wordt bereikt met nauwkeurig gecontroleerde ladingdragerconcentraties door middel van doteren met heteroatomen. Kwantummechanische simulaties worden gecombineerd met machine learning-algoritmen om de syntheseparameters van chemische dampafzetting te optimaliseren. Voortbouwend op succesvolle implementaties in boor-gedoteerde diamantsynthese, worden deuteriumrijke microgolfplasmaomgevingen die specifiek gericht zijn op de vorming van (111) vlakken gebruikt. Door middel van UV- en CO2 laser-patronering op verschillende geleidende materialen als substraat wordt heterogene plasma-subregiocontrole mogelijk voor verbeterde diaphietnucleatie. Het onderzoek maakt gebruik van de complementaire expertise van de afdeling elektronische materiaalkunde van GdańskTech, de afdeling optimalisatie van energiesystemen van de Universiteit Hasselt en de geavanceerde simulatiemogelijkheden van Caltech.

01 januari 2026 - 31 december 2029